DE69924586T2 - Magnetoresistance effect element - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft ein Magnetowiderstandseffektelement, das eine hohe magnetische Empfindlichkeit hat und als Magnetsensor zum Erfassen schwacher Magnetfelder verwendet werden kann.The The invention relates to a magnetoresistance effect element comprising a has high magnetic sensitivity and as a magnetic sensor for detecting weak magnetic fields can be used.

Ein kompakter Magnetsensor, der schwache Magnetfelder erfassen kann, ist unerlässlich für die Realisierung der nächsten Generation von hochdichten Magnetaufzeichnungsvorrichtungen. Anstelle der bis jetzt häufig verwendeten Induktionsleseköpfe werden in jüngster Zeit Köpfe verwendet, die sich den Magnetowiderstandseffekt (MR-Effekt) eines Metalls oder einer Metalllegierung zu Nutze machen (MR-Köpfe). Dadurch können hochdichte, magnetisch aufgezeichnete Informationen gelesen werden, was mit einem Induktionskopf schwierig ist.One compact magnetic sensor that can detect weak magnetic fields, is essential for the realization the next Generation of high-density magnetic recording devices. Instead of that until now often used induction reading heads in the most recent Time heads used, which has the magnetoresistance effect (MR effect) of a Metal or a metal alloy (MR heads). Thereby can high-density, magnetically recorded information can be read, what with an induction head is difficult.

Die in derartigen Köpfen verwendeten Metalle oder Legierungen können jedoch offensichtlich nicht zum Lesen von Magnetaufzeichnungen mit noch höherer Dichte eingesetzt werden, da die Größe ihres Magnetowiderstandseffekts, der als Widerstandsänderungsrate gemessen wird, nur etwa 1% beträgt.The in such minds However, metals or alloys used can obviously not used to read magnetic recordings with even higher density, because the size of her Magnetoresistance effect measured as resistance change rate only about 1%.

Oxide mit einem Kollosalmagnetowiderstand, die in jüngster Zeit auf Grund ihrer Fähigkeit, einen großen Magnetowiderstandseffekt bereitzustellen, die Aufmerksamkeit auf sich gezogen haben, sind deshalb auch auf ihre Verwendbarkeit in Leseköpfen hin untersucht worden. Wie beispielsweise auf Seite 2041 von Physical Review Letters, Band 77 berichtet wird, ist der große Magnetowiderstandseffekt in schwachen Magnetfeldern (10% oder größer), der an der Korngrenze eines Polykristalls L1-xSrxMnO3, einem ferromagnetischen Perowskit, beobachtet wird, besonders viel versprechend was die Anwendung in hochempfindlichen Magnetsensoren betrifft. Ein Bericht, der auf Seite 8357 von Physical Review 8, Band 54 erschienen ist, beschreibt einen Versuch, sich den Magnetowiderstandseffekt dieses Perowskits so weit wie möglich zu Nutze zu machen, indem ein so genanntes Tunnelübergangselement hergestellt wird, das aus einer Isolierschicht besteht, die zwischen zwei ferromagnetischen Schichten angeordnet ist. Es wird angegeben, dass ein Magnetowiderstandseffekt von mehr als 80% erzielt wurde.Thus, oxides with colloidal magnetoresistance, which have recently attracted attention because of their ability to provide a large magnetoresistance effect, have also been investigated for their usability in reading heads. For example, as reported on page 2041 of Physical Review Letters, vol. 77, the large magnetoresistance effect is seen in weak magnetic fields (10% or greater) observed at the grain boundary of a polycrystal L 1-x Sr x MnO 3 , a ferromagnetic perovskite , especially promising for use in highly sensitive magnetic sensors. A report published on page 8357 of Physical Review 8, vol. 54 describes an attempt to take advantage of the magnetoresistance effect of this perovskite as much as possible by making a so-called tunnel junction element consisting of an insulating layer comprising is arranged between two ferromagnetic layers. It is stated that a magnetoresistance effect of more than 80% has been achieved.

Dieses Tunnelübergangselement hat jedoch den großen Nachteil, dass es schwer herzustellen ist. Der Grund hierfür liegt darin, dass die zwischen den ferromagnetischen Schichten des Tunnelübergangs angeordnete Isolierschicht am besten nicht dicker als einige Nanometer (nm) sein sollte. Die Herstellung einer derart dünnen Isolierschicht, die keine Kurzschlüsse zulässt, ist extrem schwierig. Des weiteren verkompliziert die Komplexität des Elementaufbaus den Herstellungsprozess und macht eine komplexe Prozessoptimierung erforderlich. Man kann davon ausgehen, dass diese Probleme mit sich verringernder Elementgröße noch ausgeprägter sein werden. Es gilt daher als sehr schwierig, das Tunnelübergangselement für einen Kopf zum Lesen von hochdichten, magnetisch aufgezeichneten Informationen zu verwenden.This Tunnel junction element but has the big one Disadvantage that it is difficult to produce. The reason is in that which is arranged between the ferromagnetic layers of the tunnel junction Insulating layer preferably not thicker than a few nanometers (nm) should be. The preparation of such a thin insulating layer, no shorts allows, is extremely difficult. Furthermore, the complexity of the element construction complicates the Manufacturing process and requires a complex process optimization. One can assume that these problems are diminishing Element size still pronounced will be. It is therefore considered very difficult to use the tunnel junction element for one Head for reading high density, magnetically recorded information too use.

Andererseits ist es auf Grund des jüngsten Durchbruchs in der Oxiddünnschicht-Züchtungstechnologie möglich geworden, qualitativ hochwertige, epitaktisch gewachsene Oxiddünnschichten zu erhalten, die eine perfekte Kristallgitteranpassung an das Substrat aufweisen. Ein Bericht, der auf Seite 1540 von Science, Band 266 erschienen ist, gibt beispielsweise an, dass selbst wenn es auf Grund der kristallographischen Struktur (Kristallstruktur) des Substrats einen Atomniveaunterschied (Stufe) auf der Substratoberfläche gibt, die Dünnschicht weiter wächst, während der gestufte Zustand beibehalten wird. Je nach Kristallstruktur der gewachsenen Dünnschicht und den Schichtwachstumsbedingungen zu diesem Zeitpunkt, sind andere Abschnitte als diejenigen, die sich direkt über der Stufe befinden, vollständig monokristallin, während nur der Stufenabschnitt mit einer Schicht, deren Atomanordnung eine ungeordnete Periodizität in Richtungen aufweist, die parallel zu der Oberfläche der Dünnschicht sind, genauer gesagt mit einer Schicht gebildet ist, die eine Antiphasen-Domänengrenze hat. Das Vorhandensein einer Antiphasen-Domänengrenze ist jedoch auf dem Gebiet der Verbundhalbleiter nicht wünschenswert, da sie eine Trägerstreuung und Grenzflächenniveaus verursacht.on the other hand It is due to the recent breakthrough become possible in the oxide thin film breeding technology, high-quality, epitaxially grown oxide thin films to get that perfect crystal lattice match to the substrate exhibit. A report on page 1540 of Science, Vol. 266 For example, it indicates that even when it's on Reason for the crystallographic structure (crystal structure) of the substrate gives an atomic level difference (step) on the substrate surface, the thin film continues to grow, while the stepped state is maintained. Depending on the crystal structure the grown thin film and the layer growth conditions at this time are others Sections as those that are directly above the step, completely monocrystalline, while only the step section with a layer whose atomic arrangement is a disordered one periodicity has directions parallel to the surface of the thin are, more specifically, formed with a layer that has an antiphase domain boundary Has. However, the presence of an antiphase domain boundary is at In the field of compound semiconductors, it is undesirable because they provide carrier scattering and interface levels caused.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Magnetowiderstandseffektelement anzugeben, das eine hohe magnetische Empfindlichkeit von mindestens 50% hat, einfach herzustellen ist und effektiv als Magnetsensor verwendet werden kann, der schwache Magnetfelder erfasst.It An object of the invention is a magnetoresistance effect element indicate that a high magnetic sensitivity of at least 50% has, is easy to make and is effectively used as a magnetic sensor can be detected, the weak magnetic fields.

Gemäß der Erfindung ist ein Magnetowiderstandseffektelement angegeben, umfassend ein Oxidsubstrat, das auf seiner Oberfläche Atomschichtstufen und auf dem Substrat eine epitaktisch gewachsene, ferromagnetische Oxiddünnschicht hat, wobei die auf den Atomschichtstufen gebildete Dünnschicht eine Antiphasen-Domänengrenze hat.According to the invention there is provided a magnetoresistance effect element comprising an oxide substrate, that on its surface Atomic layer stages and on the substrate an epitaxially grown, has ferromagnetic oxide thin film, wherein the thin film formed on the atomic layer stages has an antiphase domain boundary Has.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die ferromagnetische Oxiddünnschicht durch die Formel RE3-xAExMn2O7 dargestellt, worin RE mindestens ein Seltenerdelement ist, das aus der Gruppe bestehend aus Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu ausgewählt ist, AE mindestens ein Erdalkalimetall ist, das aus der Gruppe bestehend aus Mg, Ca, Sr und Ba ausgewählt ist, X 0–3 ist und das Oxidsubstrat ein <100>-Substrat aus SrTiO3 ist.According to one aspect of the invention, the ferromagnetic oxide thin film is represented by the formula RE 3-x AE x Mn 2 O 7 wherein RE is at least one rare earth element selected from the group consisting of Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu , Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, AE is at least one alkaline earth metal selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr and Ba, X is 0-3 and the oxide substrate is a <100> substrate made of SrTiO 3 .

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist die ferromagnetische Oxiddünnschicht durch die Formel AE2-xRExFeMO6 dargestellt, worin RE mindestens ein Seltenerdelement ist, das aus der Gruppe bestehend aus Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu ausgewählt ist, AE mindestens ein Erdalkalimetall ist, das aus der Gruppe bestehend aus Mg, Ca, Sr und Ba ausgewählt ist, M Mo oder Re ist, X 0–2 ist und das Oxidsubstrat ein <111>-Substrat aus SrTiO3 ist.According to another aspect of the invention, the ferromagnetic oxide thin film is represented by the formula AE 2-x RE x FeMO 6 wherein RE is at least one rare earth element selected from the group consisting of Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, AE is at least one alkaline earth metal selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr and Ba, M is Mo or Re, X is 0-2 and the oxide substrate is a <111> SrTiO 3 substrate.

Wenn eine ferromagnetische Oxiddünnschicht epitaktisch auf einem Oxidsubstrat gezüchtet wird, das auf seiner Oberfläche Atomschichtstufen hat, wie vorstehend beschrieben, bildet sich eine Antiphasen-Domänengrenze in der Dünnschicht direkt über den Substratstufen, und es lässt sich ein großer Magnetowiderstandseffekt beobachten, wenn der elektrische Widerstand in der Richtung senkrecht zu der Antiphasen-Domänengrenze gemessen wird.If a ferromagnetic oxide thin film is grown epitaxially on an oxide substrate that is on its surface Atomic layer stages has, as described above, forms a Anti phase domain boundary in the thin film directly above the substrate stages, and it leaves a large magnetoresistance effect observe when the electrical resistance in the direction perpendicular to the antiphase domain boundary is measured.

Wenn ein <100>-Substrat aus SrTiO3 als Oxidsubstrat verwendet wird, wird der Effekt der Erfindung durch Vornehmen einer chemischen Oberflächenbehandlung maximiert, die die Atomschicht an der äußersten Oberfläche des Substrats als TiO2 definiert. Wenn ein <111>-Substrat aus SrTiO3 als Oxidsubstrat verwendet wird, erzielt man einen guten Effekt, wenn vor dem Bilden der Schicht aus AE2-xRExFeMO6 eine Dünnschicht aus SrFeO3, die mit einer FeO2-Oberfläche endet, als Puffer gebildet wird.When a <100> substrate of SrTiO 3 is used as the oxide substrate, the effect of the invention is maximized by performing a chemical surface treatment which defines the atomic layer at the outermost surface of the substrate as TiO 2 . When a <111> substrate of SrTiO 3 is used as the oxide substrate, a good effect is obtained if, prior to forming the layer of AE 2-x RE x FeMO 6, a thin film of SrFeO 3 terminates with a FeO 2 surface , is formed as a buffer.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun rein beispielhaft mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:preferred embodiments The invention will now be described purely by way of example with reference to the accompanying drawings Drawings in which:

1 eine Perspektivansicht ist, die konzeptionell einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Elements in der Nähe seiner Antiphasen-Domänengrenze zeigt; 1 Figure 3 is a perspective view conceptually showing a portion of an inventive element near its antiphase domain boundary;

2 eine Draufsicht ist, die schematisch ein Widerstandselement mit vier Anschlüssen zeigt, das ein Beispiel eines Magnetsensors gemäß der vorliegenden Erfindung ist; 2 Fig. 12 is a plan view schematically showing a four-terminal resistance element which is an example of a magnetic sensor according to the present invention;

3 ein Graph ist, der darstellt, wie der elektrische Widerstand eines erfindungsgemäßen Magnetsensors, der Sr2FeMoO6 verwendet, als Funktion einer angelegten magnetischen Feldstärke (10e = 10–4 T) variiert; 3 Fig. 4 is a graph illustrating how the electrical resistance of a magnetic sensor according to the invention using Sr 2 FeMoO 6 varies as a function of applied magnetic field strength (10e = 10 -4 T);

4 ein mit einem Rasterkraftmikroskop aufgenommenes Bild der Oberfläche eines SrTiO3-Substrats ist, das in einem Beispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird; 4 an atomic force microscope image of the surface of a SrTiO 3 substrate used in an example of the present invention;

5 eine Draufsicht ist, die schematisch ein Widerstandselement mit vier Anschlüssen zum Messen von Magnetowiderstandsanisotropie (eine Art Magnetsensor) zeigt, das in dem vierten Beispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird; 5 Fig. 12 is a plan view schematically showing a four-terminal resistance element for measuring magnetoresistance anisotropy (a kind of magnetic sensor) used in the fourth example of the present invention;

6 ein Graph ist, der ein Beispiel dafür angibt, wie der spezifische Widerstand des in dem vierten Beispiel der vorliegenden Erfindung verwendeten Magnetsensors als Funktion der magnetischen Feldstärke variiert. 6 Fig. 10 is a graph indicating an example of how the resistivity of the magnetic sensor used in the fourth example of the present invention varies as a function of the magnetic field intensity.

Die Erfinder haben auf einem Oxidsubstrat, das auf seiner Oberfläche Atomschichtstufen hat, eine ferromagnetische Oxiddünnschicht gezüchtet, um so in der Dünnschicht eine Antiphasen-Domänengrenze direkt über den Substratstufen zu bilden. Beim Messen des elektrischen Widerstands in der Richtung senkrecht zu der gebildeten Grenze, haben die Erfinder einen großen Magnetowiderstandseffekt entdeckt. Die vorliegende Erfindung erhielt man auf Grundlage dieser Entdeckung.The Inventors have on an oxide substrate that atomic layer on its surface has, a ferromagnetic oxide thin film bred to so in the thin film an antiphase domain boundary directly above to form the substrate stages. When measuring the electrical resistance in the direction perpendicular to the formed boundary, the inventors have a big Magnetoresistance effect discovered. The present invention received one based on this discovery.

Die Erfinder haben Kombinationen von ferromagnetischen Oxidmaterialien und Oxidsubstraten untersucht, die in der Lage sind, den vorstehend genannten Magneteffekt zu erzeugen. Es hat sich herausgestellt, dass, wenn das verwendete ferromagnetische Oxidmaterial dargestellt ist durch die Formel: RE3-xAExMn2O7, worin RE mindestens ein Seltenerdelement (mindestens eines aus der Gruppe Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu) ist, AE mindestens ein Erdalkalimetall (mindestens eines aus der Gruppe Mg, Ca, Sr und Ba) ist, und X in dem Bereich von 0 bis 3 liegt,
ein <100>-Substrat aus SrTiO3 als Oxidsubstrat verwendet werden kann, das auf seiner Oberfläche Atomschichtstufen hat.
The inventors have studied combinations of ferromagnetic oxide materials and oxide substrates capable of producing the above-mentioned magnetic effect. It has been found that when the ferromagnetic oxide material used is represented by the formula: RE 3-x AE x Mn 2 O 7 , wherein RE is at least one rare earth element (at least one of Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu), AE is at least one alkaline earth metal (at least one from the group Mg, Ca, Sr and Ba), and X is in the range of 0 to 3,
a <100> SrTiO 3 substrate may be used as the oxide substrate having atomic layer steps on its surface.

Ferner hat sich herausgestellt, dass, wenn das verwendete ferromagnetische Oxidmaterial dargestellt ist durch die Formel: AE2-xRExFeMO6, worin RE mindestens ein Seltenerdelement (mindestens eines aus der Gruppe Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu) ist, AE mindestens ein Erdalkalimetall (mindestens eines aus der Gruppe Mg, Ca, Sr und Ba) ist, M Mo oder Re ist, und X in dem Bereich von 0 bis 2 liegt,
ein <111>-Substrat aus SrTiO3 als Oxidsubstrat verwendet werden kann, das auf seiner Oberfläche Atomschichtstufen hat.
Further, it has been found that when the ferromagnetic oxide material used is represented by the formula: AE 2-x RE x FeMO 6 , wherein RE is at least one rare earth element (at least one of Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu), AE is at least one alkaline earth metal (at least one from the group Mg, Ca, Sr and Ba), M is Mo or Re and X is in the range of 0 to 2,
a <111> substrate of SrTiO 3 can be used as the oxide substrate having atomic layer steps on its surface.

Es folgt nun ein Beispiel für die Verwendung von Sr2FeMoO6 (d.h. AE2-xRExFeMO6, worin AE = Sr, M = Mo, X = 0) als ferromagnetisches Oxidmaterial in Kombination mit einem <111>-Substrat aus SrTiO3 als Oxidsubstrat, das auf seiner Oberfläche Atomschichtstufen hat.The following is an example of the use of Sr 2 FeMoO 6 (ie AE 2-x RE x FeMO 6 wherein AE = Sr, M = Mo, X = 0) as a ferromagnetic oxide material in combination with a <111> substrate of SrTiO 3 as an oxide substrate having atomic layer steps on its surface.

1 ist eine schematische Ansicht der Umgebung, in der man eine Antiphasen-Domänengrenze in dem Sr2FeMoO6 beobachten kann. Oktaeder 3a bestehen aus Fe6 und haben Eisenatome 4, die als große schwarze Sphären dargestellt sind, die sich in ihrer Mitte befinden. Oktaeder 3b bestehen aus MoO6 und haben Molybdänatome 5, die als kleine schwarze Sphären dargestellt sind, die sich in ihrer Mitte befinden. Bei der Idealkristallstruktur sind die Oktaeder 3a, die Eisenatome 4 in ihrer Mitte haben, und die Oktaeder 3b, die Molybdänatome 5 in ihrer Mitte haben, abwechselnd im dreidimensionalen Raum angeordnet. Diese regelmäßige Atomanordnung ist jedoch an den grauen Kreisen unterbrochen, die an dem Stufenabschnitt 2 des Substrats 1 angegeben sind, an dem die Oktaeder 3b mit den Molybdänatomen 5 nebeneinander liegen. Die Höhe der Stufe ist gleich der Länge der Gittereinheitszelle des Kristalls. 1 Figure 11 is a schematic view of the environment in which one can observe an antiphase domain boundary in which Sr 2 FeMoO 6 . octahedron 3a consist of Fe 6 and have iron atoms 4 depicted as large black spheres in their center. octahedron 3b consist of MoO 6 and have molybdenum atoms 5 depicted as small black spheres in their center. In the ideal crystal structure are the octahedra 3a , the iron atoms 4 in their midst, and the octahedron 3b , the molybdenum atoms 5 in their midst, arranged alternately in three-dimensional space. However, this regular atomic arrangement is interrupted by the gray circles at the step portion 2 of the substrate 1 are indicated on which the octahedron 3b with the molybdenum atoms 5 lie next to each other. The height of the step is equal to the length of the lattice unit cell of the crystal.

Wie in 1 dargestellt ist, verschiebt sich die Anordnung der Eisenatome und der Molybdänatome der Sr2FeMoO6-Dünnschicht, die epitaktisch auf der <111>-Oberfläche aus SrTiO3 gewachsen ist, an dem Abschnitt direkt über der Substratstufe 2. Insbesondere bricht die (Fe-O-Mo-O)-Kette der Idealkristallstruktur über der Grenzfläche zusammen, um eine Antiphasen-Domänengrenze mit der Anordnung Fe-O-Fe oder Mo-O-Mo zu bilden. Der Grund hierfür liegt darin, dass in dem Sr2FeMoO6, die aus Schichten mit nur Fe-Atomen und Schichten mit nur Mo-Atomen besteht, die abwechselnd in der <111>-Richtung geschichtet sind, der Abstand zwischen den Oberflächen der Schichten, die dieselben Atome enthalten, etwa 0,46 nm beträgt, während die Höhe der Stufe des SrTiO3-Substrats die Hälfte dieses Abstands, d.h. etwa 0,23 nm beträgt. Wie in 2 dargestellt, ist diese Dünnschicht photolithographisch bearbeitet, um Elektroden 11 und 14 zu bilden, die Strom an voneinander abgewandten Enden der Dünnschicht anlegen, wobei die Antiphasen-Domänengrenze 15 zwischen diesen angeordnet ist, und um Elektroden 12 und 13 bereitzustellen, die den elektrischen Widerstand in der Mitte der Dünnschicht messen, wobei die Antiphasen-Domänengrenze 15 zwischen diesen angeordnet ist, wodurch ein Widerstandsmessungsstruktur gebildet wird, die es ermöglicht, den spezifischen elektrischen Widerstand zu messen, wenn die Richtung des Stroms senkrecht zu der Substratstufe ist.As in 1 4, the arrangement of iron atoms and molybdenum atoms of the Sr 2 FeMoO 6 thin film epitaxially grown on the <111> surface of SrTiO 3 shifts at the portion just above the substrate stage 2 , In particular, the (Fe-O-Mo-O) chain of the ideal crystal structure breaks down across the interface to form an antiphase domain boundary with the arrangement Fe-O-Fe or Mo-O-Mo. The reason for this is that in the Sr 2 FeMoO 6 composed of Fe-only and Mo-only layers stacked alternately in the <111> direction, the distance between the surfaces of the layers , which contain the same atoms, is about 0.46 nm, while the height of the step of the SrTiO 3 substrate is half of this distance, ie, about 0.23 nm. As in 2 As shown, this thin film is photolithographically processed to form electrodes 11 and 14 to form the current at opposite ends of the thin film, wherein the antiphase domain boundary 15 placed between them, and around electrodes 12 and 13 to measure the electrical resistance in the middle of the thin film, with the antiphase domain boundary 15 between them, whereby a resistance measurement structure is formed, which makes it possible to measure the electrical resistivity, when the direction of the current is perpendicular to the substrate stage.

Sr2FeMoO6 ist eine ferromagnetische Substanz, deren Fe-Spins alle dieselbe Ausrichtung in dem Idealkristall haben. Bei der Dünnschicht dieses Beispiels führt die vorstehend genannte unterbrochene Anordnung der Eisenatome und Molybdänatome jedoch dazu, dass die Magnetisierungsrichtung auf voneinander abgewandten Seiten der Grenzfläche umgekehrt wird. Da der Leitungselektronenspin in diesem ferromagnetischen Material eine außergewöhnlich starke Polarisierung aufweist (im Wesentlichen 100% bei niedrigen Temperaturen nahe der von flüssigem Helium, 60–70% bei 300 K), ist der elektrische Widerstand der Grenzfläche in diesem Zustand maximal. Die Magnetisierungsrichtungen auf den voneinander abgewandten Seiten der Grenzfläche können einander angeglichen werden, indem ein Magnetfeld von mehreren Zehnteln Gauß an die Vorrichtung angelegt wird. Dabei sinkt der elektrische Widerstand an der Grenzfläche auf einem Minimum, wenn die Magnetisierungsrichtung auf beiden Seiten genau gleich ist. Durch Optimierung der Schichtbildungsbedingungen kann diese Widerstandsänderungsrate unter einem Magnetfeld von 100 Gauß (1 Gauß = 10–4 T) oder weniger auf über 50% gesteigert werden.Sr 2 FeMoO 6 is a ferromagnetic substance whose Fe spins all have the same orientation in the ideal crystal. In the thin film of this example, however, the above-mentioned discontinuous arrangement of the iron atoms and molybdenum atoms causes the magnetization direction to be reversed on opposite sides of the interface. Since the conduction electron spin in this ferromagnetic material has exceptionally strong polarization (substantially 100% at low temperatures near that of liquid helium, 60-70% at 300 K), the electrical resistance of the interface in this state is maximum. The directions of magnetization on the opposite sides of the interface can be equalized by applying a magnetic field of several tenths Gauss to the device. The electrical resistance at the interface is reduced to a minimum when the magnetization direction is exactly the same on both sides. By optimizing the film formation conditions, this resistance change rate can be increased to over 50% under a magnetic field of 100 Gauss (1 Gauss = 10 -4 T) or less.

Der vorstehend benannte Magnetowiderstandseffekt kann ebenfalls mit einem Element erzielt werden, das RE3-xAExMn2O7 als ferromagnetisches Oxidmaterial und ein <100>-Substrat aus SrTiO3 als Oxidsubstrat verwendet.The above-mentioned magnetoresistance effect can also be obtained with an element using RE 3-x AE x Mn 2 O 7 as the ferromagnetic oxide material and a <100> substrate of SrTiO 3 as the oxide substrate.

Als nächstes werden Beispiele für Verfahren zum Herstellen eines Oxidsubstrats beschrieben, das auf seiner Oberfläche Atomschichtstufen hat.When next will be examples of A method for producing an oxide substrate described on its surface Atomic layer stages has.

Durch Glühen eines in die <111>-Richtung geschnittenen Substrats für 2 Stunden bei etwa 1000°C in einem Strom aus Ar-Gas können auf der <111>-Oberfläche aus SrTiO3 Stufen gebildet werden, die eine Höhe haben, die gleich der Länge der Gittereinheitszelle des Kristalls (0,4 nm) ist.By annealing a substrate cut in the <111> direction for 2 hours at about 1000 ° C in a stream of Ar gas, 3 stages having a height equal to that of SrTiO 3 can be formed on the <111> surface Length of the lattice unit cell of the crystal (0.4 nm) is.

Auf der <100>-Oberfläche aus SrTiO3 können Atomschichtstufen gebildet werden, indem ein in die <100>Richtung geschnittenes Substrat für 10 Minuten bei 800°C in einer Sauerstoffatmosphäre von 1 mTorr (1 Torr = 133,322 Pa) wärmebandelt wird.On the <100> surface of SrTiO 3 , atomic layer steps can be formed by heat-treating a substrate cut in the <100> direction for 10 minutes at 800 ° C in an oxygen atmosphere of 1 mTorr (1 Torr = 133.322 Pa).

Das <111>-Substrat aus SrTiO3, das wie vorstehend beschrieben mit Stufen gebildet ist, wird vorzugsweise mit SrFeO3 oder SrMoO3 überlagert, bevor die ferromagnetische Oxiddünnschicht gebildet wird. Dadurch ist sichergestellt, dass zu Beginn der Bildung der Sr2FeMoO6-Schicht die erste anzuhaftende Schicht diejenige ist, die nicht aus dem zuvor angebrachten Atom besteht, und ist gewährleistet, dass an jedem Stufenabschnitt eine Antiphasen-Domänengrenze gebildet wird.The <111> substrate of SrTiO 3 formed with steps as described above is preferably superposed with SrFeO 3 or SrMoO 3 before the ferromagnetic oxide thin film is formed. This ensures that at the beginning of the formation of the Sr 2 FeMoO 6 layer, the first layer to be adhered is the one that does not consist of the previously attached atom, and ensures that an antiphase domain boundary is formed at each step portion.

Bei der Bildung von Stufen auf der <100>-Oberfläche aus SrTiO3 nimmt die äußerste Oberfläche eine komplexe Anordnung an. Indem eine chemische Oberflächenbehandlung durchgeführt wird, um die Atomschicht an der äußersten Oberfläche des Substrats als TiO2 zu definieren, kann man ein Substrat erhalten, das nur mit Stufen gebildet ist, deren Höhe gleich der Länge der Gittereinheitszelle des Kristalls ist.In the formation of steps on the <100> SrTiO 3 surface, the outermost surface assumes a complex configuration. By performing a chemical surface treatment at the outermost of the atomic layer To define the surface of the substrate as TiO 2 , one can obtain a substrate which is formed only with steps whose height is equal to the length of the lattice unit cell of the crystal.

Molekularstrahlepitaxie, Beschichtung mit gepulstem Laser oder jedes andere Schichtbildungsverfahren, das eine Dünnschicht bilden kann, die auf atomarer Ebene flach ist, kann als Verfahren zum Bilden der ferromagnetischen Oxiddünnschicht auf dem Oxidsubstrat verwendet werden, dessen Oberfläche mit den Atomschichtstufen ausgebildet ist.molecular beam epitaxy, Pulsed laser coating or any other film formation process, that a thin film can form, which is flat at the atomic level, as a method for forming the ferromagnetic oxide thin film on the oxide substrate be used whose surface with is formed the atomic layer stages.

Das Magnetowiderstandseffektelement gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch ein einfaches Verfahren hergestellt werden, das nur einen einzigen Schritt zur Dünnschichtbildung beinhaltet und eine hohe magnetische Empfindlichkeit von 50% oder mehr erzielt. Es kann daher effektiv zur Erfassung von schwachen Magnetfeldern verwendet werden. Aufgrund seiner hohen magnetischen Empfindlichkeit kann das Magnetowiderstandseffektelement gemäß der vorliegenden Erfindung effektiv als Magnetsensor zum Erfassen von schwachen Magnetfeldern eingesetzt werden. Das Element kann in ausgesprochen einfachen Bearbeitungsschritten hergestellt werden und ist daher für eine Massenproduktion geeignet und kann industriell mit hoher Produktivität hergestellt werden.The Magnetoresistance effect element according to the present invention can be made by a simple process that only a single one Step for thin film formation includes and has a high magnetic sensitivity of 50% or achieved more. It can therefore be effective for detecting weak ones Magnetic fields are used. Due to its high magnetic Sensitivity may be the magnetoresistance effect element according to the present invention Invention effective as a magnetic sensor for detecting weak magnetic fields be used. The element can be done in extremely simple processing steps be prepared and is therefore suitable for mass production and can be industrially produced with high productivity.

Nun werden Beispiele der Erfindung beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt.Now Examples of the invention will be described. However, the invention is not limited to the examples described.

Beispiel 1example 1

Ein in die <111>-Richtung geschnittenes SrTiO3-Substrat wurde für 2 Stunden bei 1000°C in einem Strom aus Ar-Gas geglüht, um ein Substrat zu erhalten, das auf seiner Oberfläche parallele Atomschichtstufen hat, die die leichte Abweichung der Substratschnittoberfläche aus der <111>-Richtung wiederspiegeln.An SrTiO 3 substrate cut in the <111> direction was annealed for 2 hours at 1000 ° C in a stream of Ar gas to obtain a substrate having atomic layer steps parallel to the surface thereof, showing the slight deviation of the substrate cut surface from the <111> direction.

Durch Laserablation wurde eine Dünnschicht aus SrFeO3 mit einer Dicke von 40 Å (1 Å = 10–10 m) auf dem Substrat gebildet. Diese Dicke entspricht 10 SrFeO3 Kristalleinheitszellenperioden.By laser ablation, a thin film of SrFeO 3 having a thickness of 40 Å (1 Å = 10 -10 m) was formed on the substrate. This thickness corresponds to 10 SrFeO 3 crystal unit cell periods.

Das Laserablationsziel war ein Kügelchen mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Dicke von 5 mm, das aus einem Oxidpolykristall aus SrFeO3 gebildet ist. Das Ziel und das Substrat wurden einander gegenüberliegend in einer Vakuumkammer platziert und das Ziel wurde mit einem gebündelten Strahl eines gepulsten KrF-Excimerlasers bestrahlt, um eine Dünnschicht aus SrFeO3 als Puffer auf dem Substrat zu züchten.The laser ablation target was a 20 mm diameter, 5 mm thick bead formed of SrFeO 3 oxide polycrystal. The target and the substrate were placed opposite each other in a vacuum chamber, and the target was irradiated with a collimated beam of pulsed KrF excimer laser to grow a thin film of SrFeO 3 as a buffer on the substrate.

Zu dieser Zeit betrug die Temperatur des Substrats 900°C und der Sauerstoff-Partialdruck in der Kammer 1 × 10–6 Torr. Die Energiedichte des Strahls des Excimerlasers an der Zieloberfläche betrug 1000 mJ/cm2 pro Puls und die Pulszyklusperiode 5 Hz.At this time, the temperature of the substrate was 900 ° C and the oxygen partial pressure in the chamber was 1 × 10 -6 Torr. The energy density of the beam of the excimer laser at the target surface was 1000 mJ / cm 2 per pulse and the pulse cycle period was 5 Hz.

Das SrFeO3-Ziel wurde dann durch ein Sr2FeMoO6-Ziel ersetzt und eine Dünnschicht auf ähnlich Weise gezüchtet, wobei die Wachstumsbedingungen folgende waren: Substrattemperatur 930°C, Sauerstoff-Partialdruck 1 × 10–6 Torr, Laserleistung 1000 mJ/cm2 pro Puls und eine Pulszyklusperiode von 5 Hz. Die Dicke der Sr2FeMoO6-Schicht betrug ungefähr 500 Å. Die erhaltene Schicht wurde durch gewöhnliche Photolitographie zu einem Widerstandsmesselement mit vier Anschlüssen gearbeitet, wie in 2 gezeigt ist. Das so erzeugte Element hatte eine Dicke von ungefähr 20 μm. Der Abstand zwischen den Elektroden 11 und 14 betrug etwa 50 μm. Das Element war so strukturiert, dass die Richtung des Stromflusses ((11)–(14) in der Zeichnung) senkrecht zu der Richtung der Stufenkante auf dem SrTiO3-Substrat ((12)–(13) in der Zeichnung) war.The SrFeO 3 target was then replaced by a Sr 2 FeMoO 6 target and a thin layer grown in a similar manner, the growth conditions being: substrate temperature 930 ° C, oxygen partial pressure 1 × 10 -6 Torr, laser power 1000 mJ / cm 2 per pulse and a pulse cycle period of 5 Hz. The thickness of the Sr 2 FeMoO 6 layer was about 500 Å. The resulting film was processed by ordinary photolithography into a four-terminal resistance measuring element as shown in FIG 2 is shown. The element thus produced had a thickness of approximately 20 μm. The distance between the electrodes 11 and 14 was about 50 microns. The element was structured so that the direction of current flow (( 11 ) - ( 14 ) in the drawing) perpendicular to the direction of the step edge on the SrTiO 3 substrate (( 12 ) - ( 13 ) in the drawing).

Der Magnetowiderstandseffekt des Elements wurde ausgewertet. Das Element wurde in einem Elektromagneten platziert und die Intensität des Magnetfelds in dem Elektromagneten variiert, während ein Strom von 10 μA zwischen den Elektroden 11 und 14 so angelegt wurde, das er senkrecht zu der Antiphasen-Domänengrenze 15 verlief. Die Änderung des elektrischen Widerstands des Elements auf Grund der Änderung der Magnetfeldintensität wurde anhand der Veränderung der zwischen den Elektroden 12 und 13 gemessenen Spannung berechnet. Der bei 27°C bestimmte Magnetowiderstand ist in 3 gezeigt.The magnetoresistance effect of the element was evaluated. The element was placed in an electromagnet and the intensity of the magnetic field in the electromagnet varied while a current of 10 μA between the electrodes 11 and 14 was designed so that it is perpendicular to the antiphase domain boundary 15 ran. The change in the electrical resistance of the element due to the change in the magnetic field intensity became due to the change in between the electrodes 12 and 13 calculated voltage. The magnetoresistance determined at 27 ° C is in 3 shown.

Der spezifische elektrische Widerstand des Elements war maximal als kein Magnetfeld angelegt war. Sobald ein Magnetfeld angelegt wurde, nahm der spezifische elektrische Widerstand mit steigender Magnetfeldintensität ab, bis er auf etwa 50% des Maximalwerts bei einer Feldintensität von 100 Gauß sank.Of the specific electrical resistance of the element was maximum than no magnetic field was applied. Once a magnetic field has been applied, The specific electrical resistance decreased with increasing magnetic field intensity until it amounts to about 50% of the maximum value at a field intensity of 100 Gauss sank.

Beispiel 2Example 2

Eine Dünnschicht aus SrFeO3 wurde durch Oberflächenbearbeitung wie in Beispiel 1 als Puffer auf einem <111>-Substrat aus SrTiO3 gebildet, das mit Atomschichtstufen versehen ist.A thin film of SrFeO 3 was formed by surface processing as in Example 1 as a buffer on a <111> substrate of SrTiO 3 provided with atomic layer steps.

Das SrFeO3-Ziel wurde dann durch einen gesinterten Verbundkörper aus Sr2FeReO6 ersetzt und eine Dünnschicht aus Sr2FeReO6 wurde mit einer Dicke von 500 Å aufgebracht, wobei die Bedingungen folgende waren: Substrattempera tur 850°C, Sauerstoff-Partialdruck 1 × 10–6 Torr, Energiedichte des Laserstrahls des Excimerlasers 1000 mJ/cm2 pro Puls und eine Pulszyklusperiode von 5 Hz.The SrFeO 3 target was then replaced by a sintered composite of Sr 2 FeReO 6 , and a thin film of Sr 2 FeReO 6 was deposited at a thickness of 500 Å, the conditions being: substrate temperature 850 ° C, partial pressure of oxygen 1 × 10 -6 Torr, energy density of the laser beam of the excimer laser 1000 mJ / cm 2 per pulse and a pulse cycle period of 5 Hz.

Ein Widerstandsmesselement mit vier Anschlüssen wurde entsprechend dem Beispiel 1 hergestellt und der Magnetowiderstandseffekt bei 27°C gemessen. Die Abnahme des Widerstands betrug 60% bei 100 Gauß.One Resistivity measuring element with four terminals was according to the Example 1 prepared and measured the magnetoresistance effect at 27 ° C. The decrease in resistance was 60% at 100 Gauss.

Beispiel 3Example 3

Eine Dünnschicht aus SrFeO3 wurde durch Oberflächenbearbeitung wie in Beispiel 1 als Puffer auf einem <111>-Substrat aus SrTiO3 gebildet, das mit Atomschichtstufen versehen ist.A thin film of SrFeO 3 was formed by surface processing as in Example 1 as a buffer on a <111> substrate of SrTiO 3 provided with atomic layer steps.

Das SrFeO3-Ziel wurde dann durch einen gesinterten Verbundkörper aus Sr1.8La0.2FeMoO6 ersetzt und eine Dünnschicht mit derselben Zusammensetzung wurde mit einer Dicke von 500 Å aufgebracht, wobei die Bedingungen folgende waren: Substrattemperatur 930°C, Sauerstoff-Partialdruck 1 × 10–6 Torr, Energiedichte des Laserstrahls des Excimerlasers 1000 mJ/cm2 pro Puls und eine Pulszyklusperiode von 5 Hz.The SrFeO 3 target was then replaced with a sintered composite of Sr 1.8 La 0.2 FeMoO 6 , and a thin film of the same composition was deposited at a thickness of 500 Å, the conditions being: substrate temperature 930 ° C, partial pressure of oxygen 1 × 10 -6 Torr, energy density of the laser beam of the excimer laser 1000 mJ / cm 2 per pulse and a pulse cycle period of 5 Hz.

Ein Widerstandsmesselement mit vier Anschlüssen wurde entsprechend dem Beispiel 1 hergestellt und der Magnetowiderstandseffekt bei 27°C gemessen. Die Abnahme des Widerstands betrug 55% bei 100 Gauß.One Resistivity measuring element with four terminals was according to the Example 1 prepared and measured the magnetoresistance effect at 27 ° C. The decrease in resistance was 55% at 100 Gauss.

Beispiel 4Example 4

Ein in die <100>-Richtung geschnittenes SrTiO3-Substrat wurde mit einer Mischlösung aus NH4-HF mit einem pH-Wert von 4,2 geätzt, in eine Vakuumkammer gegeben und 10 Minuten lang bei 800°C in einer Sauerstoffatmosphäre von 1 mTorr wärmebehandelt, um die gesamte Atomschicht an der äußersten Oberfläche mit einer TiO2-Oberfläche zu beschichten und ein Substrat zu erhalten, das auf seiner Oberfläche parallele Atomschichtstufen hat, die die leichte Abweichung der Substratschnittoberfläche aus der <110>-Richtung wiederspiegeln. Ein mit einem Rasterkraftmikroskop aufgenommenes Bild der Oberfläche des Substrats ist in 4 gezeigt. Aus 4 ist ersichtlich, dass die Richtung der Stufenkante um ungefähr 30 Grad geneigt war und das Stufenintervall ungefähr 60 nm betrug. Das Stufenintervall wird durch den Substratschrägungswinkel (englisch: substrate OFF angle) bestimmt und kann beliebig reguliert werden. Da der Magnetowiderstand an der Stufenposition erzeugt wird, kann die Größe des Magnetowiderstands durch Regulieren des Stufenintervalls reguliert werden.An SrTiO 3 substrate cut in the <100> direction was etched with a mixed solution of NH 4 -HF having a pH of 4.2, placed in a vacuum chamber and kept at 800 ° C. for 10 minutes in an oxygen atmosphere of 1 mTorr heat treated to coat the entire atomic layer on the outermost surface with a TiO 2 surface to obtain a substrate having on its surface parallel atomic layer steps reflecting the slight deviation of the substrate intersecting surface from the <110> direction. An image of the surface of the substrate taken with an atomic force microscope is shown in FIG 4 shown. Out 4 It can be seen that the direction of the step edge was inclined by about 30 degrees and the step interval was about 60 nm. The step interval is determined by the substrate angle of inclination (English: substrate OFF angle) and can be arbitrarily regulated. Since the magnetoresistance is generated at the step position, the magnitude of the magnetoresistance can be regulated by regulating the step interval.

Durch Laserablation wurde eine Dünnschicht aus La1.2Sr1.8Mn2O7 mit einer Dicke von 100 Å auf dem Substrat gebildet. Diese Dicke entspricht 10 La1.2Sr1.8Mn2O7 Kristalleinheitszellenperioden.Laser ablation formed a thin film of La 1.2 Sr 1.8 Mn 2 O 7 with a thickness of 100 Å on the substrate. This thickness corresponds to 10 La 1.2 Sr 1.8 Mn 2 O 7 crystal unit cell periods.

Das Laserablationsziel war ein Kügelchen mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Dicke von 5 mm, das aus einem Oxidpolykristall aus La1.2Sr1.8Mn2O7 gebildet ist. Das Ziel und das Substrat wurden einander gegenüberliegend in einer Vakuumkammer platziert und das Ziel wurde mit einem Strahl eines gepulsten KrF-Excimerlasers bestrahlt, um eine Dünnschicht aus La1.2Sr1.8Mn2O7 auf dem Substrat zu züchten. Zu dieser Zeit betrugt die Temperatur des Substrats 970°C und der Sauerstoffdruck in der Kammer 100 mTorr. Die Energiedichte des Strahls des Excimerlasers an der Zieloberfläche betrug 2000 mJ/cm2 pro Puls und die Pulszyklusperiode 10 Hz.The laser ablation target was a 20 mm diameter, 5 mm thick bead formed from an oxide polycrystal of La 1.2 Sr 1.8 Mn 2 O 7 . The target and the substrate were placed opposite each other in a vacuum chamber, and the target was irradiated with a beam of a pulsed KrF excimer laser to grow a thin film of La 1.2 Sr 1.8 Mn 2 O 7 on the substrate. At this time, the temperature of the substrate was 970 ° C and the oxygen pressure in the chamber was 100 mTorr. The energy density of the beam of the excimer laser at the target surface was 2000 mJ / cm 2 per pulse and the pulse cycle period was 10 Hz.

Die erhaltene Schicht wurde durch gewöhnliche Photolitographie zu einem Widerstandsmesselement mit vier Anschlüssen gearbeitet, wie in 5 gezeigt ist. Das Element war so strukturiert, dass die Richtung des Stromflusses senkrecht zu der Richtung der Stufenkante 29 auf dem SrTiO3-Substrat war. Insbesondere wurde die Richtung der Stufenkante nach der Schichtbildung als erstes mit einem Rasterkraftmikroskop (englisch: atomic force microscope (AFM)) bestätigt. Danach wurde eine Photoresiststrukturierung durchgeführt, so dass die Richtung der Stufenkante eine Richtung (2126) und die Richtung, die auf beiden Seiten der Stufenkante verläuft, eine Richtung (2427) war. Die Schicht konnte einfach mit Salzsäure oder Aqua regia geätzt werden. Das Photoresist wurde dann aufgelöst und mit Aceton entfernt, um die Herstellung des Elements abzuschließen. Das Bezugszeichen 29 in 5 bezeichnet die Antiphasen-Domänengrenze. Der Magnetowiderstandseffekt des Elements wurde ausgewertet. Das Element wurde in einem Elektromagneten platziert und die Intensität des Magnetfelds in dem Elektromagneten variiert, während ein Strom zwischen den Elektroden 22 und 25 angelegt wurde. Die Änderung des elektrischen Widerstands des Elements auf Grund der Änderung der Mangefeldintensität wurde anhand der Veränderung der zwischen den Elektroden 23 und 28 gemessenen Spannung berechnet. Der bei –200°C bestimmte Magnetowiderstand ist in 6 gezeigt. Der spezifische elekt rische Widerstand des Elements war maximal als kein Magnetfeld angelegt war. Sobald ein Magnetfeld angelegt wurde, nahm der spezifische elektrische Widerstand mit steigender Magnetfeldintensität ab, bis er auf etwa 30% des Maximalwerts bei einer Feldintensität von 100 Gauß sank.The resulting film was processed by ordinary photolithography into a four-terminal resistance measuring element as shown in FIG 5 is shown. The element was structured so that the direction of current flow perpendicular to the direction of the step edge 29 on the SrTiO 3 substrate was. In particular, the direction of the step edge after film formation was first confirmed with an Atomic Force Microscope (AFM). Thereafter, photoresist patterning was performed so that the direction of the step edge is one direction (FIG. 21 - 26 ) and the direction that runs on both sides of the step edge, one direction ( 24 - 27 ) was. The layer could simply be etched with hydrochloric acid or aqua regia. The photoresist was then dissolved and removed with acetone to complete the fabrication of the element. The reference number 29 in 5 denotes the antiphase domain boundary. The magnetoresistance effect of the element was evaluated. The element was placed in an electromagnet and the intensity of the magnetic field in the electromagnet varied while a current between the electrodes 22 and 25 was created. The change in the electrical resistance of the element due to the change in the apparent field intensity became due to the change in between the electrodes 23 and 28 calculated voltage. The magnetoresistance determined at -200 ° C is in 6 shown. The specific electrical resistance of the element was maximally applied as no magnetic field. Once a magnetic field was applied, the resistivity decreased with increasing magnetic field intensity until it dropped to about 30% of the maximum value at a field intensity of 100 Gauss.

Claims (5)

Magnetowiderstandseffektelement, umfassend ein Oxidsubstrat (1), das auf seiner Oberfläche Atomschichtstufen (2) und auf dem Substrat eine epitaktisch gewachsene, ferromagnetische Oxiddünnschicht hat, wobei die auf den Atomschichtstufen gebildete Dünnschicht eine Antiphasen-Domänengrenze hat.Magnetoresistive effect element comprising an oxide substrate ( 1 ), which on its surface atomic layer stages ( 2 and an epitaxially grown ferromagnetic oxide thin film on the substrate, the thin film formed on the atomic layer stages having an antiphase domain boundary. Magnetowiderstandseffektelement nach Anspruch 1, bei dem die ferromagnetische Oxiddünnschicht durch die Formel RE3-xAExMn2O7 dargestellt ist, worin RE mindestens ein Seltenerdelement ist, das aus der Gruppe bestehend aus Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu ausgewählt ist, AE mindestens ein Erdalkalimetall ist, das aus der Gruppe be stehend aus Mg, Ca, Sr und Ba ausgewählt ist, und X 0–3 ist und das Oxidsubstrat ein <100>-Substrat aus SrTiO3 ist.A magnetoresistance effect element according to claim 1, wherein the ferromagnetic oxide thin film is represented by the formula RE 3-x AE x Mn 2 O 7 , wherein RE is at least one rare earth element selected from the group consisting of Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm , Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, AE is at least one alkaline earth metal selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr and Ba, and X is 0-3 and the oxide substrate is a <100> SrTiO 3 substrate. Magnetowiderstandseffektelement nach Anspruch 1, bei dem die ferromagnetische Oxiddünnschicht durch die Formel AE2-xRExFeMO6 dargestellt ist, worin RE mindestens ein Seltenerdelement ist, das aus der Gruppe bestehend aus Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu ausgewählt ist, AE mindestens ein Erdalkalimetall ist, das aus der Gruppe bestehend aus Mg, Ca, Sr und Ba ausgewählt ist, M Mo oder Re ist, X 0–2 ist und das Oxidsubstrat ein <111>-Substrat aus SrTiO3 ist.A magnetoresistance effect element according to claim 1, wherein the ferromagnetic oxide thin film is represented by the formula AE 2-x RE x FeMO 6 , wherein RE is at least one rare earth element selected from the group consisting of Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu Is selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr and Ba, 2 and the oxide substrate is a <111> SrTiO 3 substrate. Magnetowiderstandseffektelement nach Anspruch 2, bei dem die Oberfläche des <100>-Substrats aus SrTiO3 einer chemischen Oberflächenbehandlung unterzogen wird, um aus ihr eine TiO2-Oberfläche zu machen.A magnetoresistance effect element according to claim 2, wherein the surface of the <100> substrate of SrTiO 3 is subjected to a chemical surface treatment to make it a TiO 2 surface. Magnetowiderstandseffektelement nach Anspruch 3, bei dem eine Dünnschicht aus SrFeO3 auf der Oberfläche des <111>-Substrats angeordnet ist.A magnetoresistance effect element according to claim 3, wherein a thin film of SrFeO 3 is disposed on the surface of said <111> substrate.
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